ضربه قوچ و چگونگی ایجاد آن
ضربه قوچ اصطلاحی است که از زبان فرانسوی ترجمه شده است Coup DE Belier و معادل انگلیسی آن، چکش آبی Water Hammer است که وجه تسمیه این نام گذاری صدای چکش مانند ناشی از این پدیده است.
ضربه قوچ از دیدگاه عملی موجی از فشار است که در اثر تغییر ناگهانی دبی جریان در لوله ها ایجاد می شود.دلایل متعددی در بروز این پدیده می توانند نقش داشته باشند. مثلاً در اثر باز یا بسته شدن شیرهای متصل به یک شبکه لوله، چنانچه باز و بسته شدن شیر سریع باشد، باعث ایجاد امواج شدیدی می گردد که اختلاف فشار زیادی را ایجاد می کند. همینطور خاموش یا روشن کردن ناگهانی یک پمپ محوری در یک سامانه لوله کشی نیز باعث ایجاد امواج فشاری از نوع تراکمی یا انبساطی می شود.
ضربه قوچ عموماً همراه با ایجاد صوت است. اما همواره چنین نیست یعنی ممکن است ضربه قوچ بدون اینکه صدایی ایجاد کند ، خسارت سنگینی در حد ترکیدن لوله به بار آورد. همانطور كه در بالا اشاره شد ، بر اثر قطع ناگهاني نيروي محركه پمپ ، براي زمان كوتاهي پمپ مانند توربين آبي ( Water Turbine ) عمل مي نمايد ، و كاهش ناگهاني حركت سيال موجب مي شود ، فشار داخل لوله خروجي پمپ از فشار اتمسفر كمتر گردد . همچنين به علت اصطكاك دروني پمپ و موتور ، كاهش قابل ملاحظه اي در خروجي پمپ ايجاد مي نمايد ، كه مجموعه اين عوامل باعث تبخير آب و قطع جريان آن در خروجي پمپ مي شود ، و حداقل فشاري در حد فشار بخار آب در لوله خروجي ايجاد مي گردد.
عمل تشكيل ، بخار باعث جدا شدن ستون آب از پمپ مي گردد ( پديده جدا شدن ستون آب ، همان جدا شدن مايع است ، كه در اثر كشش بيش از حد ، وقتي فشار كاهش يافته و نزديك فشار تبخير مي شود به وجود مي آيد . ) ، و اين كاهش فشار درلوله با سرعت و به صورت موج حركت نموده ، و ادامه پيدا مي كند، تا به مخزني كه آب به آن پمپ مي شود ، مي رسد ، اين حركت موجي بر اثر برخورد با اين مانع منعكس گشته ، و ستونهاي آب جدا شده مجدداٌ به هم متصل شده و به صورت يك موج افزايش يافته دوباره به سمت پمپ برمي‌گردد . و به پمپ ضربه وارد مي نمايد ( ضربه قوچ ) ، و اين پديده مجدداً تكرار مي شود .
در خلال حركت موج فشار در لوله ، مقداري از انرژي آن در اثر اصطكاك از بين مي رود . موج فشاري ناشي از افزايش فشار موج تراكم و موج فشاري ناشي از كاهش فشار موج انبساط نام دارد ، امواج تراكم در برخورد با مانع نرم مانند منبع آب ، هوا و … به صورت موج انبساط و در برخورد با مانع سخت مانند شير يكطرفه ، ديوار و … بصورت اموج تراكم منعكس مي شود ، اين مسئله در مورد موج انبساط نيز صدق مي كند .
افت فشاري كه بر اثر اصطكاك داخل لوله به وجود مي آيد روي نوسانات فشار تأثير نموده و كم كم آن را مستهلك و سيستم به حالت تعادل در مي آيد .
پتانسيل تخريبي ضربه قوچ با صداي ناشي از آن قابل تشخيص است، ولي مواردي بوده است كه صداي ضربه قوچ شنيده نشده است ، اما باعث منهدم شدن لوله گرديده ، كه پس از آناليز آن مشخص شده است كه تخريب به وسيله پديده ضربه قوچ بوده است ، ضربه قوچ سريع و زود گذر است ، ولي ضربات بسيار مخرب دارد ، و تعيين شدت آن در بعضي از مواقع بي نهايت دشوار مي باشد.
پديده ضربه قوچ در زمان استارت پمپ هم به وجود مي آيد و باعث ازدياد فشار اضافي در پمپ و لوله مي گردد . ولي مشكلات و مخاطرات ناشي از آن كمتر از ضربه قوچ هنگام خاموش شدن پمپ مي باشد. در ابتداي راه اندازي پمپ ، ميزان جريان آب حدود صفر مي باشد ، و با ازدياد ناگهاني فشار بر اثر چرخش پروانه و ايجاد جريان سريع ، موج فشاري برابر با فشار ضربه قوچ (در حالتي كه شير بسته باشد ) ايجاد مي نمايد .
